JPWO2004110756A1 - 積層樹脂成形体、積層樹脂成形体製造方法及び多層成形品 - Google Patents
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Abstract
Description
また、これらのポリアミド樹脂層とフッ素樹脂とを積層してなる樹脂積層体では、積層体の両面に薬液が接触するような過酷な環境下での使用では、ポリアミド樹脂側から薬液が浸透することにより、ポリアミド樹脂が劣化し、充分な実用に耐えることが出来ないという問題や、ポリアミド樹脂の膨潤や、積層体中の添加剤が溶出することにより、積層体のサイズが大きく変化するという問題があった。また、フッ素樹脂を単層で用いる場合においては先述したように高価であるとともに、フッ素樹脂の弱点である強度が充分でないという問題もあった。
これらのポリアミド樹脂層とフッ素樹脂とを積層してなる樹脂積層体は、特にガソリンスタンド用の地下埋設チューブとして用いる場合、通常2重管が使用されており、内側の管は燃料が内側からも外側からも触れる可能性があり、外側のチューブも地中に埋設されることから、いずれのチューブも両面に耐薬品性、非粘着性、非溶出性、防汚性、耐バクテリア性等の特性を維持しつつ、低燃料透過性を有することや、埋設に耐えうるチューブの強度とが必要であったが、これらの条件を全て満足するものはなかった。
本発明の目的は、また、上記熱可塑性ポリマーの種類を選択することにより、上記目的に加えて、更に、(1)上記積層樹脂成形体に柔軟性をも付与すること(以下、「本発明の第1の目的」ということがある)、又は、(2)上記積層樹脂成形体に非粘着性、非溶出性、防汚性及び樹脂成形体の強度をも付与し、上記特性を積層体の両面に薬液が接触するような過酷な環境下でも維持しつつ、樹脂劣化や膨潤や添加剤溶出による積層体のサイズ変化を極力抑えて充分に実用に耐え得る積層樹脂成形体を提供すること(以下、「本発明の第2の目的」ということがある)にある。
本発明は、また、特に本発明の第1の目的の解決手段としては、上記積層樹脂成形体を製造する積層樹脂成形体製造方法であって、ダイ、及び、上記ダイに樹脂を供給する複数の押出機からなる共押出装置を用いて同時多層共押出法により積層させるものであり、上記ダイは、250℃以下の温度であることを特徴とする積層樹脂成形体製造方法である。
更に、本発明は、上記積層樹脂成形体からなる多層成形品である。
以下に本発明を詳述する。
上記熱可塑性ポリマーは、上記ポリアミド系樹脂と熱融着により接着が得られるものであれば特に限定されないが、本発明の第1の目的において、柔軟性を有するものであることが好ましく、JIS K 7311に準拠して測定される100%モジュラスの値が35MPa以下であるものが好ましく、20MPa以下であるものがより好ましい。上記100%モジュラスの値としては、35MPa以下であれば、例えば2MPa以上であっても充分な機械的強度が得られる。
本明細書において、以下、「熱可塑性ポリマー」というときは、特に別の記載をしない限り、上記熱可塑性ポリマー層(A)を形成するものをいう。本明細書において、上記熱可塑性ポリマーは、上記熱可塑性ポリマー層(A)を形成するものであって、後述の範囲内のアミン価を有するものに限定されず、また、後述のカルボニル基を有するものに限定されない点で、ポリアミド系樹脂層(B)を形成するポリアミド系樹脂及び熱可塑性樹脂層(C)を形成する熱可塑性樹脂とは異なる概念である。上記熱可塑性ポリマーが上記熱可塑性樹脂層(C)を形成する熱可塑性樹脂とは異なる概念であることと同様に、上記熱可塑性ポリマーとして例示した上記熱可塑性樹脂は、上記熱可塑性樹脂層(C)を形成する熱可塑性樹脂とは異なる概念である。本発明の積層樹脂成形体に属する1つの積層樹脂成形体を形成するものとして、上記熱可塑性ポリマーとして用いるものと、上記ポリアミド系樹脂層(B)を形成するポリアミド系樹脂として用いるものと、上記熱可塑性樹脂層(C)を形成する熱可塑性樹脂として用いるものとは、相互に異なる種類であってもよいし、上記熱可塑性ポリマーとして用いるものと、上記熱可塑性樹脂層(C)を形成する熱可塑性樹脂として用いるものとが同種類であってもよい。
本発明の第1の目的において、上記熱可塑性ポリマーとしては、柔軟性と透明性とが得られやすい点から熱可塑性エラストマーであることが好ましい。
本発明の第1の目的において、上記熱可塑性エラストマーは、スチレン/ブタジエン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー及びポリアミド系エラストマーからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むものが好ましい。
上記熱可塑性エラストマーとしては、これらの1種又は2種以上を用いてなるものであってもよく、ナイロンとの接着性を改良するために変性されていても良い。
上記ポリウレタン系エラストマーの構造はポリメリックグリコールからなるソフトセグメントと単分子鎖延長剤とイソシアネートで構成されるハードセグメントからなるものであればよい。上記ポリウレタン系エラストマーにおいて、上記各セグメントとしては、ショアA(ASTM D−2240)に準拠して測定した硬度が65〜100の範囲にあるものを用いることができる。上記硬度の好ましい下限は75であり、より好ましい下限は80であり、好ましい上限は95であり、より好ましい上限は90である。
また、上記熱可塑性エラストマーは、柔軟性の観点からポリオレフィン系エラストマーであることも好ましい形態の1つであり、ショアA(ASTM D−2240)に準拠して測定した硬度が40〜90の範囲にあるものを用いることができる。より好ましい範囲は45〜80である。
上記熱可塑性ポリマーとして用いるフッ素樹脂は、後述の含フッ素エチレン性重合体からなる樹脂と同じ概念である。上記熱可塑性ポリマーとしてフッ素樹脂を用い、かつ、後述の熱可塑性樹脂層(C)を形成する熱可塑性樹脂として含フッ素エチレン性重合体からなるものを用いる場合、前者のフッ素樹脂と後者の含フッ素エチレン性重合体からなるものとは、1つの積層樹脂成形体において、同じ種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。
本明細書において、上記「熱可塑性樹脂は、接着性官能基を有する」とは、上記熱可塑性樹脂は、通常、重合体からなるものであるが、この重合体が接着性官能基を有することを意味する。
(1)カーボネート基のみを末端又は側鎖に有する熱可塑性樹脂、
(2)ハロホルミル基のみを末端又は側鎖に有する熱可塑性樹脂、及び、
(3)カーボネート基とハロホルミル基の両方を末端又は側鎖に有する熱可塑性樹脂があり、これらのいずれのものであってもよい。なかでも、重合体の末端に接着性官能基を有するものが、耐熱性、機械特性及び耐薬品性を著しく低下させない理由で又は生産性、コスト面で有利である理由で、好ましいものである。
CH2=CX1(CF2)nX2 (i)
(式中、X1は、H又はF、X2はH、F又はCl、nは1〜10の整数を示す。)で表される単量体、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)類等が挙げられる。
本明細書において、「モル%」で表す単量体組成は、重合体における付加量を示すものであり、付加されて重合体を形成することとなった各種単量体のモル分率で表したものである。
本発明における含フッ素エチレン性重合体としては、透明性に優れたものが好ましく、500μm厚のフィルムにおける全光透過率が85%以上のものが特に好ましい。
(II)少なくとも、テトラフルオロエチレン及び下記一般式(ii)
CF2=CF−Rf1 (ii)
(式中、Rf1はCF3又はORf2を示し、Rf2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基を示す。)で表される化合物を重合してなる共重合体、
(III)少なくとも、フッ化ビニリデンを重合してなる重合体、
(IV)少なくとも、下記a、b及びcからなる共重合体、
a.テトラフルオロエチレン20〜89モル%、好ましい上限は70モル%
b.エチレン10〜79モル%、好ましい下限は20モル%、好ましい上限は60モル%
c.下記一般式(ii)
CF2=CF−Rf1 (ii)
(式中、Rf1はCF3又はORf2を示し、Rf2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基を示す。)で表される化合物1〜70モル%、好ましい上限は60モル%、並びに、
(V)少なくとも、下記d、e及びfからなる共重合体。
d.フッ化ビニリデン15〜60モル%
e.テトラフルオロエチレン35〜80モル%
f.ヘキサフルオロプロピレン5〜30モル%
(I−1)少なくとも、テトラフルオロエチレン62〜80モル%、エチレン20〜38モル%、テトラフルオロエチレン及びエチレンと共重合可能な単量体0〜10モル%からなる共重合体、
(I−2)少なくとも、テトラフルオロエチレン20〜80モル%、エチレン10〜80モル%、ヘキサフルオロプロピレン0〜30モル%、テトラフルオロエチレン及びエチレンと共重合可能な単量体0〜10モル%からなる共重合体
等が、テトラフルオロエチレン/エチレン共重合体の優れた性能を維持し、融点を比較的低くすることができ、積層される相手材との接着性を最大限に発揮できる点で好ましい。
(II−1)少なくともテトラフルオロエチレン65〜95モル%及びヘキサフルオロプロピレン5〜35モル%からなる共重合体;好ましくは、テトラフルオロエチレン75モル%以上及びヘキサフルオロプロピレン25モル%以下からなる共重合体
(II−2)少なくとも、テトラフルオロエチレン70〜97モル%及びCF2=CFORf2(Rf2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基を示す)で表される単量体3〜30モル%からなる共重合体、
(II−3)少なくとも、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン及びCF2=CFORf2(Rf2は上記と同じものを示す。)で表される単量体を重合してなる共重合体であって、ヘキサフルオロプロピレンとCF2=CFORf2で表される単量体との合計が5〜30モル%である共重合体等が好ましい。
上記(II−2)及び(II−3)は、パーフルオロ系共重合体であり、耐熱性、耐薬品性、撥水性、非粘着性、電気絶縁性、バリア性、非溶出性、耐バクテリア性等が特に優れている。
(III−1)少なくとも、フッ化ビニリデン30〜99モル%、及び、テトラフルオロエチレン1〜70モル%からなる共重合体、
(III−2)少なくとも、フッ化ビニリデン60〜90モル%、テトラフルオロエチレン0〜30モル%、及び、クロロトリフルオロエチレン1〜20モル%からなる共重合体、
(III−3)少なくとも、フッ化ビニリデン60〜95モル%、テトラフルオロエチレン0〜30モル%、及び、ヘキサフルオロプロピレン5〜30モル%からなる共重合体、
(III−4)少なくとも、フッ化ビニリデン15〜60モル%、テトラフルオロエチレン35〜80モル%、及び、ヘキサフルオロプロピレン5〜30モル%からなる共重合体等が挙げられる。
上記パーオキシカーボネートとしては下記式(1)〜(4):
また、上記その他の層は、補強のためのガラス繊維層や、ポリエステルなどの樹脂のブレード層であっても良い。
上記積層樹脂成形体は、また、熱可塑性ポリマー層(A)及び熱可塑性樹脂層(C)がポリアミド系樹脂層(B)に接するものである場合、このポリアミド系樹脂層(B)は、2つのポリアミド系樹脂層、即ち、ポリアミド系樹脂層(B1)とポリアミド系樹脂層(B2)との間にその他の層(E)を1種又は2種以上挟んだものとすることができる。この積層樹脂成形体は、熱可塑性ポリマー層(A)、ポリアミド系樹脂層(B1)、その他の層(E)、ポリアミド系樹脂層(B2)及び熱可塑性樹脂層(C)から構成され、これら5層がこの順に積層している積層体として表される(以下、「積層樹脂成形体P」ということがある。)。
上記その他の層(E)を形成する樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリマーとして上述した種類から選択することができる。上記積層樹脂成形体Pは、上記その他の層(E)に低価格の汎用熱可塑性ポリマーを用いることにより、一般に価格が高いポリアミド系樹脂の一部を低価格品に代替させてコスト低減を図ることができ、また、その他の層(E)を厚くすればコスト上昇を抑えながら用途に合わせて積層体を厚くすることができる。上記積層樹脂成形体Pは、また、上記その他の層(E)にポリアミド系樹脂よりも柔軟性が高い熱可塑性ポリマーを用いることにより、積層体全体としての柔軟性を用途に合わせて調整することができる。
上記積層樹脂成形体Pは、熱可塑性ポリマー層(A)を形成する熱可塑性樹脂ポリマーと、熱可塑性樹脂層(C)を形成する熱可塑性樹脂とが同じ種類である場合、特に、ともに含フッ素エチレン性重合体からなる樹脂である場合にも、好適な積層構造であり、本発明の第2の目的の達成に支障を来さない。本発明の第2の目的において、上記積層樹脂成形体Pは、調製容易等の点で、上記熱可塑性樹脂ポリマーと上記熱可塑性樹脂層とが同じ種類の含フッ素エチレン性重合体からなる樹脂であるものが好ましく、上述の共重合体(IV)であるものがより好ましく、また、上記その他の層(E)は、比較的低価格の熱可塑性ポリマーが好ましく、なかでも、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂がより好ましい。
本発明の第1の目的における積層樹脂成形体において、ポリアミド系樹脂層(B)は、厚みが熱可塑性ポリマー層(A)の厚みの5分の1以下であることが好ましい。熱可塑性ポリマー層(A)の厚みの5分の1を超えると、柔軟性が比較的低いポリアミド系樹脂が厚くなり、得られる積層樹脂成形体の柔軟性が低下するので好ましくない。ポリアミド系樹脂層(B)の厚みの下限は、上記熱可塑性ポリマー層(A)の厚みの5分の1以下であれば、例えば、上記熱可塑性ポリマー層(A)の厚みの40分の1以上であっても、適切な層間接着力を有することができる。
上記積層樹脂成形体は、上述の積層樹脂成形体Pである場合、ポリアミド系樹脂層(B1)、ポリアミド系樹脂層(B2)及びその他の層(E)の合計厚みが、熱可塑性ポリマー層(A)の厚みの5分の1以下であることが好ましい。
本発明の第2の目的において、上記積層樹脂積層体は、熱可塑性ポリマー層(A)と熱可塑性樹脂層(C)の厚みとの合計厚みが1.5mm以下であるものが好ましく、1mm以下であるものが好ましい。また上記合計厚みは、ポリアミド樹脂層(B)の厚みよりも薄いことが好ましい。上記合計厚みは、ポリアミド樹脂層(B)の厚みよりも厚い場合、上記積層樹脂積層体のチューブとしての強度が低下する場合がある。
本発明の積層樹脂積層体は、その引っ張り強度が25MPa以上であるものが好ましい。
上記積層樹脂成形体は、本発明の第1の目的において、熱可塑性ポリマーとして上述の種類を選択することにより、更に優れた柔軟性を有するものにすることが可能である。
本発明の積層樹脂積層体は、上記熱可塑性ポリマー層(A)及び上記熱可塑性樹脂層(C)が、それぞれ含フッ素エチレン層である場合、メタノール、エタノール、fuelC〔トルエン:キシレン=1:1(体積比)〕、CM15〔トルエン:キシレン:メタノール=42.5:42.5:15(体積比)〕及びCE10〔トルエン:キシレン:エタノール=45:45:10(体積比)〕よりなる群から選ばれる何れの有機液体に対しても、該有機液体の27℃での燃料透過速度が、1g/m2/day以下であることが好ましく、0.5g/m2/day以下であることがより好ましい。
即ち、本発明の積層樹脂成形体製造方法は、ダイ温度を250℃以下にした場合、本発明の第1の目的を達成する積層樹脂成形体の製造方法として好適であり、ダイ、及び、上記ダイに樹脂を供給する複数の押出機からなる共押出装置を用いて同時多層共押出法により積層させるものであり、上記ダイは、250℃以下の温度であることを特徴とするものである。
本発明の積層樹脂成形体は、本発明の第2の目的において、上述のダイは、250℃を超えるの温度であって、かつ300℃以下の温度であることが好ましい。即ち、本発明の積層樹脂成形体製造方法は、ダイ温度を250℃を超えるの温度であって、かつ300℃以下の温度にした場合、本発明の第2の目的を達成する積層樹脂成形体の製造方法として好適である。
本発明の積層樹脂成形体は、本発明の第2の目的において、耐薬品性、非粘着性、非溶出性、防汚性、耐バクテリア性が積層体の両面に対して優れており、更に積層体としての低燃料透過性に優れていることから、上記熱可塑性樹脂、上記熱可塑性ポリマー両方が含フッ素エチレン性重合体であるものが好ましい。更に、上記含フッ素エチレン性重合体としては、含フッ素エチレン性重合体のところで述べた共重合体(IV)であることが更に好ましい。
チューブ、ホース類:塗装ライン用チューブ又は塗装ライン用ホース、薬液チューブ又は薬液ホース、農薬用チューブ又は農薬用ホース、飲料用チューブ又は飲料用ホース、油圧チューブ又は油圧ホース、空圧チューブ又は空圧ホース、ガソリンスタンド用地下埋設チューブ、自動車燃料配管用チューブ又は自動車燃料配管用ホース、自動車のラジエーターホース、ブレーキホース、エアコンホース、電線ケーブル、燃料電池用ホース等。
フィルム、シート類:ダイヤフラムポンプのダイヤフラムや各種パッキン等の高度の耐薬品性が要求される摺動部材、ベルトコンベア、
タンク類:自動車のラジエータータンク、薬液ボトル、薬液タンク、バッグ、薬品容器、ガソリンタンク等。
その他:キャブレターのフランジガスケット、燃料ポンプのOリング等の各種自動車用シール、化学薬品用ポンプや流量計のシール等の化学関係シール、油圧機器のシール等の各種機械関係シール、ギア等。
なかでも、本発明の積層樹脂成形体は、多層成形品として、ホース又はチューブとすることが好ましい。
この多層成形品は、熱可塑性樹脂、特に含フッ素エチレン性重合体を内層及び外層とする場合、低薬液透過性であり、耐薬品性、非溶出性に優れているので、特に内管に使用することは好ましく、アルコール添加燃料を輸送させる場合にも好適に使用し得る。タンク車からガソリンスタンドのタンクにガソリンを移送する場合は帯電によるスパークの可能性があるため、内管の内層の熱可塑性樹脂層(C)を導電性とすることが好ましい。上記含フッ素エチレン性重合体としては、含フッ素エチレン性重合体のところで述べた共重合体(IV)であることが好ましい。
本発明の第2の目的において、上記多層成形品は、低薬液透過性であり、耐薬品性、非溶出性、耐バクテリア性に優れているので、2重管の外管に用いることも好ましい。これらは同時に二重管として用いられることが好ましいが、内管、外管の片方だけでも用いる事ができる。チューブの直径は、5mm以上、100mm以下であってよい。
本発明の第2の目的において、上記多層成形品におけるポリアミド系樹脂層(B)は、上述の積層樹脂成形体Pの積層構造を構成する場合、2つのポリアミド系樹脂層、即ち、上述のポリアミド系樹脂層(B1)とポリアミド系樹脂層(B2)とに分割したものであり、この2つのポリアミド系樹脂層におけるポリアミド系樹脂は同種類であってもよいし、異なる種類であってもよいが、調製容易等の点で、同種類であることが好ましい。
ポリアミド系樹脂1gをm−クレゾール50mlに加熱溶解し、これを1/10規定p−トルエンスルホン酸水溶液を用いて、チモールブルーを指示薬として滴定し、ポリアミド系樹脂106gに存在するアミノ基量を求めた。
(2)酸価の測定
ポリアミド系樹脂1gをベンジルアルコール50mlに加熱溶解し、これを1/30規定水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液を用いて、フェノールフタレインを指示薬として滴定し、ポリアミド系樹脂106gに存在するカルボキシル基量を求めた。
JIS K 6810に準じて98%硫酸100mlにポリアミド系樹脂1gを溶解し、ウベローデ粘度管を用いて25℃で測定した。
(4)カーボネート基の個数の測定
後述の合成例7〜14で得られた含フッ素エチレン性重合体の白色粉末又は溶融押出して得られたペレットの切断片を室温にて圧縮成形し、厚さ0.05〜0.2mmのフィルムを作成した。このフィルムの赤外吸収スペクトル分析において、カーボネート基[−OC(=O)O−]のカルボニル基が帰属するピークが1809cm−1(νC=O)の吸収波長に現れるので、そのνC=Oピークの吸光度を測定した。下記式(1)によって主鎖炭素数106個当たりのカーボネート基の個数(N)を算出した。
A:カーボネート基[−OC(=O)O−]中のνC=Oピークの吸光度
ε:カーボネート基[−OC(=O)O−]中のνC=Oピークのモル吸光度係数(l・cm−1・mol−1)。モデル化合物からε=170とした。
W:モノマー組成から計算される単量体の平均分子量
d:フィルムの密度(g/cm3)
f:フィルムの厚さ(mm)
なお、赤外吸収スペクトル分析は、Perkin−Elmer FTIRスペクトロメーター1760X(パーキンエルマー社製)を用いて40回スキャンして行った。得られたIRスペクトルをPerkin−Elmer Spectrum for Ver.1.4Cを用いて自動でベースラインを判定し、1809cm−1のピークの吸光度を測定した。また、フィルムの厚さはマイクロメーターにて測定した。
上記(4)と同様にして得られたフィルムの赤外スペクトル分析において、カルボン酸フルオライド基[−C(=O)F]のカルボニル基が帰属するピークが1880cm−1(νC=O)の吸収波長に現れるので、そのνC=Oピークの吸光度を測定した。カルボン酸フルオライド基中のνC=Oピークのモル吸光度係数(l・cm−1・mol−1)をモデル化合物によりε=600とした以外は、上記式(1)を用いて上述の(4)カーボネート基の個数の測定と同様にしてフルオロホルミル基の個数を測定した。
上記(4)と同様にして得られたフィルムの赤外スペクトル分析において、カルボキシル基[−C(=O)OH]のカルボニル基が帰属するピークが1764cm−1(νC=O)の吸収波長に現れるので、そのνC=Oピークの吸光度を測定した。カルボキシル基中のνC= Oピークのモル吸光度係数(l・cm−1・mol−1)をモデル化合物によりε=530とした以外は、上記式(1)を用いて上述の(4)カーボネート基の個数の測定と同様にしてカルボキシル基の個数を測定した。
19F−NMR分析により測定した。
(8)融点(Tm)の測定
セイコー型DSC装置を用い、10℃/分の速度で昇温したときの融解ピークを記録し、極大値に対応する温度を融点(Tm)とした。
(9)MFR(Melt Flow Rate)の測定
メルトインデクサー(東洋精機製作所社製)を用い、各温度、5kg荷重下で直径2mm、長さ8mmのノズルから単位時間(10分間)に流出するポリマーの重量(g)を測定した。
得られたチューブを半円形に切断し、チューブの内面及び外面の表面を、目視又は50倍の実体顕微鏡を用いて観察し、表面の荒れ、発泡等の発生状況を以下の基準に従って判定した。
○:外観の不具合が全く見られない
△:全表面の2%未満に何らかの不具合が発生している
×:全表面の2%以上に何らかの不具合が発生している
(11)多層チューブの初期接着力の測定
チューブから長さ5cm、1cm幅のテストピースを切り取り、テンシロン万能試験機にて、25mm/分の速度で180°剥離試験を行い、伸び量−引っ張り強度グラフにおける極大5点平均を層間の初期接着力として求めた。
(12)全光透過率
チューブから長さ3cmを切り取り、一箇所を縦方向に裂き、開いて治具に固定し、ヘイズメーター(東洋精機製作所社製)で全光透過率を測定した。
(13)引張弾性率、引っ張り強度
ASTM D−638(1999)に準拠して、室温にて測定した値(MPa)である。(引張り速度50cm/min)
(14)燃料浸漬後のサイズ変化の測定
チューブを30cm切り取り、スエージロック(大阪バルブフィッティング社扱い)にて、チューブ内にCM15〔トルエン:キシレン:メタノール=42.5:42.5:15(体積比)〕を封入する。更に、このチューブを一定温度(40℃)に保った上記CM15の薬液浴に1000h浸漬した後、各サイズ浸漬前後で測定し、(変化量/元のサイズ)×100で変化率を測定した。測定値は絶対値で表示した。
(15)燃料透過速度
チューブを長さ200cm切り取り、チューブ内に薬液(CM15)を封入する。更に、このチューブを一定温度(27℃)に保った恒温槽に置き重量を測定して、時間に対する重量減の割合が一定になったところから算出した。面積はチューブの内面積を使用した。
オートクレーブにω−ラウロラクタム20kg及び蒸留水1kgを仕込み、窒素置換後に280℃まで昇温した。次いで、同じ温度で系内を3.2MPaに5時間保持した後、徐々に放圧した。系が大気圧に戻るまでの間、ω−ラウロラクタムの水への溶解及び溶融を待って攪拌を行った。系が大気圧に戻った後、ステアリン酸100gを添加し、窒素気流下、260℃で更に5時間攪拌を続けた。その後、内容物を払出して水冷後、ペレタイザーを用いて白色のペレット(ポリアミド系樹脂PA−A)を得た。分析の結果、このペレットの融点は178℃、酸価は28(当量/106g)、アミン価は6.8(当量/106g)、相対粘度は3.0であった。
ステアリン酸を添加せず窒素気流下での攪拌時間を4時間としたこと以外は合成例1と同様にしてポリアミド系樹脂PA−Bを得た。分析結果を表1に示した。
オートクレーブに粉末状の11−アミノウンデカン酸20kg、蒸留水5kg及び30%リン酸水溶液100gを仕込み、窒素置換後に密閉状態で昇温し、120℃で2時間保持した。その後更に昇温して系内を220℃、0.4MPaで2時間保持した後、徐々に放圧した。系が大気圧に戻るまでの間、11−アミノウンデカン酸の水への溶解及び溶融を待って攪拌を行った。系が大気圧に戻った後、ステアリン酸110gを添加し、窒素気流下、265℃で更に4時間攪拌を続けた。次いで内容物を払出して水冷後、ペレタイザーを用いて白色のペレット(ポリアミド系樹脂PA−C)を得た。分析結果を表1に示した。
ステアリン酸を添加せず窒素気流下での攪拌時間を3時間としたこと以外は合成例3と同様にして、ペレット(ポリアミド系樹脂PA−D)を得た。分析結果を表1に示した。
合成例2で得られたポリアミド系樹脂PA−B及びN−エチルトルエンスルホンアミドを重量比95/5の割合でドライブレンドして、2軸押出機(池貝鉄工所製、PCM−45)を用いて、260℃、吐出量350g/分で押出し、水冷後、ペレタイザーを用いて白色のペレット(ポリアミド系樹脂PA−E)を得た。分析結果を表1に示した。
オートクレーブにε−カプロラクタム20kg及び蒸留水2kgを仕込み、窒素置換後に120℃に昇温し、同じ温度で保持してε−カプロラクタムの水への溶解及び溶融を待って攪拌を開始した。更に220℃まで昇温し、同じ温度で系内を0.4MPaに5時間保持した。その後、系を徐々に放圧しながら250℃まで昇温した。系が大気圧に戻った後、窒素気流下、250℃で更に3時間攪拌を続け、内容物を払出し、水冷後、ペレタイザーを用いて白色のペレットを得た。次に、このペレットを80℃の蒸留水に12時間浸漬してモノマー等の低分子量物を抽出した。そして、ペレットを充分に乾燥し、次の操作に供した。乾燥後のペレット(ポリアミド系樹脂PA−F)の分析結果を表1に示した。
オートクレーブに蒸留水380Lを投入し、充分に窒素置換を行った後、1−フルオロ−1,1−ジクロロエタン75kg、ヘキサフルオロプロピレン155kg及びパーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)0.5kgを仕込み、系内を35℃、攪拌速度200rpmに保った。その後、テトラフルオロエチレンを0.7MPaまで圧入し、更に引き続いてエチレンを1.0MPaまで圧入した後、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート2.4kgを投入して重合を開始した。重合の進行と共に系内圧力が低下するので、テトラフルオロエチレン/エチレン/ヘキサフルオロプロピレン=40.5/44.5/15.0モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.0MPaに保った。そして、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)を合計量1.5kgとなるように連続して仕込み、20時間、攪拌を継続した。そして、放圧して大気圧に戻した後、反応生成物を水洗、乾燥して205kgの粉末(含フッ素エチレン性重合体F−A)を得た。得られた粉末の分析結果を表2に示した。
合成例7と同様にして、表2に示した配合で含フッ素エチレン性重合体F−B及びF−Cをそれぞれ得た。得られた重合体の分析結果を表2に示した。
オートクレーブに蒸留水400Lを投入し、充分に窒素置換を行った後、パーフルオロシクロブタン320kg、ヘキサフルオロプロピレン80kg、テトラフルオロエチレン19kg及びフッ化ビニリデン6kgを仕込み、系内を35℃、攪拌速度180rpmに保った。その後、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート5kgを投入して重合を開始した。重合の進行と共に系内圧力が低下するので、テトラフルオロエチレン/フッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン=50/40/10モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を一定に保った。攪拌を30時間継続した後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して195kgの粉末(含フッ素エチレン性重合体F−D)を得た。得られた粉末の分析結果を表2に示した。
オートクレーブに蒸留水400Lを投入し、充分に窒素置換を行った後、1−フルオロ−1,1−ジクロロエタン75kg、ヘキサフルオロプロピレン190kg、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)1.5kgを仕込み及び系内を35℃、攪拌速度200rpmに保った。その後、テトラフルオロエチレンを0.7MPaまで圧入し、更に引き続いてエチレンを10kg/cm2まで圧入し、その後にジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート2.6kgを投入して重合を開始した。重合の進行と共に系内圧力が低下するので、テトラフルオロエチレン/エチレン/ヘキサフルオロプロピレン=40.5/42.5/17.0モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.0MPaに保って30時間攪拌を継続した。そして、放圧して大気圧に戻した後、反応生成物を水洗、乾燥して178kgの粉末を得た。次に、得られた粉末を単軸押出機(田辺プラクティス機械社製、VS50−24)を用いてシリンダ温度320℃で押出してペレット(含フッ素エチレン性重合体F−E)を得た。得られたペレットの分析結果を表2に示した。
オートクレーブに蒸留水25kgを投入し、充分に窒素置換を行った後、パーフルオロシクロブタン50kg及びパーフルオロメチルビニルエーテル10kgを仕込み、系内を35℃、攪拌速度を215rpmに保った。その後、テトラフルオロエチレンを0.78MPaまで圧入し、その後にジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート150kgを投入して重合を開始した。重合の進行と共に系内圧力が低下するので、パーフルオロシクロブタン/テトラフルオロエチレン/パーフルオロメチルビニルエーテル=10/76.6/13.4モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を0.78MPaに保って30時間攪拌を継続した。そして、放圧して大気圧に戻した後、反応生成物を水洗、乾燥して30kgの粉末(含フッ素エチレン性重合体F−F)を得た。得られた粉末の分析結果を表2に示した。
合成例8で得られた含フッ素エチレン性重合体F−Bの粉末9.5kg、28%アンモニア水700g及び蒸留水10Lをオートクレーブに仕込み、攪拌しながら系を加熱し、80℃に保って7時間攪拌を継続した。そして、内容物を水洗、乾燥処理して粉末9.5kgを得た。このような処理を施すことによって、重合体が有する活性な官能基(カーボネート基とフルオロホルミル基)を反応性の低いアミド基に変換した。なお、このアミド基への変換が定量的に進んだことは赤外スペクトル分析により確認した。処理後の重合体の分析結果を表2に示した。
合成例8で得られた含フッ素エチレン性重合体F−Bとアセチレンブラックを重量比86:14でヘンシェルミキサーにて予備混合し、40Φの2軸押出機により245℃で溶融混練を行った(得られたアセチレンブラック混合物を、便宜上「含フッ素エチレン性重合体F−H」と称する。)。その分析結果は表2に示した。
マルチマニホールドダイを装着した3種3層の共押出装置を用いて、外層が熱可塑性エラストマーから形成されてなる層、中間層がポリアミド系樹脂から形成されてなる層、内層が含フッ素エチレン性重合体から形成されてなる層となるように、外層、中間層及び内層用の押出機に表3に示した熱可塑性エラストマー、ポリアミド系樹脂及び含フッ素エチレン性重合体をそれぞれ供給して外径8mm、内径6mmのチューブを連続して成形した。成形条件及び得られたチューブの評価結果を表3に示した。
実験例2〜11については表3に、実験例12〜20については表4にそれぞれ示した樹脂及び成形条件を用いたこと以外は、実験例1と同様にしてチューブを成形した。成形条件及び得られたチューブの評価結果を実験例2〜11については表3に、実験例12〜20については表4にそれぞれ示した。
含フッ素エチレン性重合体中のカルボニル基を有する基をアミド基に変換してなる実験例16〜17の各チューブは、チューブ成形時のダイの温度に関係なく中間層と内層との初期接着強度及びチューブ内外面の外観が劣っていた。
実験例18〜19に示すようにポリアミドを中間層に使用しない場合はカルボニル基を有する含フッ素エチレン性重合体であっても良好な接着は得られなかった。
実験例20に示すように、外層をポリアミドとする二層チューブでは、全光透過率が劣っていた。
マルチマニホールドダイを装着した3種3層の共押出装置を用いて、外層が熱可塑性エラストマーから形成されてなる層、中間層がポリアミド系樹脂から形成されてなる層、内層が含フッ素エチレン性重合体から形成されてなる層となるように、外層、中間層及び内層用の押出機に表5に示した熱可塑性エラストマー、ポリアミド系樹脂及び含フッ素エチレン性重合体をそれぞれ供給してチューブを連続して成形した。成形条件及び得られたチューブの評価結果を表5に示した。
なお、表5において熱可塑性エラストマーOP−1はポリオレフィン系エラストマーのサントプレン191−70PA(AESジャパン株式会社)を表わす。
マルチマニホールドダイを装着した3種3層の共押出装置を用いて、外層が熱可塑性ポリマーから形成されてなる層、中間層がポリアミド系樹脂から形成されてなる層、内層が含フッ素エチレン性重合体から形成されてなる層となるように、外層、中間層及び内層用の押出機に表6に示した含フッ素エチレン性重合体、ポリアミド系樹脂及び含フッ素エチレン性重合体をそれぞれ供給してチューブを連続して成形した。成形条件及び得られたチューブの評価結果を表6に示した。
これに比べて、アミン価が低いポリアミド系樹脂を使用した実験例29は、中間層と内層、外層との初期接着強度において劣っていた。
更に、外層に含フッ素エチレン性重合体がない実験例30は耐燃料透過性が悪く、燃料浸漬後のサイズ変化が2%を越えていた。
Claims (15)
- 熱可塑性ポリマー層(A)、ポリアミド系樹脂層(B)及び熱可塑性樹脂層(C)を有する積層樹脂成形体であって、
前記熱可塑性ポリマー層(A)、前記ポリアミド系樹脂層(B)及び前記熱可塑性樹脂層(C)は、この順に積層され、互いに強固に接着しており、
前記熱可塑性ポリマーは、前記ポリアミド系樹脂と熱融着により接着するものであり、
前記ポリアミド系樹脂は、アミン価が10〜60(当量/106g)であるものであり、
前記熱可塑性樹脂は、官能基を有することにより熱融着によって前記ポリアミド系樹脂と強固に接着するものであり、
前記官能基は、カルボニル基を有するものである
ことを特徴とする積層樹脂成形体。 - 熱可塑性ポリマーは、熱可塑性エラストマーである請求項1記載の積層樹脂成形体。
- 熱可塑性樹脂は、含フッ素エチレン性重合体からなるものである請求項1又は2記載の積層樹脂成形体。
- 熱可塑性エラストマーは、スチレン/ブタジエン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー及びポリアミド系エラストマーからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むものである請求項2又は3記載の積層樹脂成形体。
- 熱可塑性エラストマーは、ポリウレタン系エラストマーである請求項2又は3記載の積層樹脂成形体。
- ポリアミド系樹脂は、酸価が80(当量/106g)以下である請求項1、2、3、4又は5記載の積層樹脂成形体。
- 引張り弾性率が400MPa未満である請求項1、2、3、4、5又は6記載の積層樹脂成形体。
- ポリアミド系樹脂層(B)は、厚みが熱可塑性ポリマー層(A)の厚みの5分の1以下である請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の積層樹脂成形体。
- 全光透過率が75%以上である請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の積層樹脂成形体。
- 請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9記載の積層樹脂成形体を製造する積層樹脂成形体製造方法であって、
ダイ、及び、前記ダイに樹脂を供給する複数の押出機からなる共押出装置を用いて同時多層共押出法により積層させるものであり、
前記ダイは、250℃以下の温度である
ことを特徴とする積層樹脂成形体製造方法。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9記載の積層樹脂成形体からなる多層成形品。
- ホース又はチューブである請求項11記載の多層成形品。
- 多層成形品は、熱可塑性ポリマー層(A)を外層とし、熱可塑性樹脂層(C)を内層とし、及び、ポリアミド系樹脂層(B)を中間層とする薬液チューブ又は薬液ホースである請求項11記載の多層成形品。
- 多層成形品は、熱可塑性ポリマー層(A)を外層とし、熱可塑性樹脂層(C)を内層とし、及び、ポリアミド系樹脂層(B)を中間層とする塗装ライン用チューブ又は塗装ライン用ホースである請求項11記載の多層成形品。
- 多層成形品は、熱可塑性ポリマー層(A)を外層とし、熱可塑性樹脂層(C)を内層とし、及び、ポリアミド系樹脂層(B)を中間層とする飲料用チューブ又は飲料用ホースである請求項11記載の多層成形品。
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